Πλουσιότερη σε μέταλλα η Σελήνη – Αμφιβολίες για τις θεωρίες σχηματισμού της

Αυτό που άρχισε ως αναζήτηση πάγου σε κρατήρες των πόλων της Σελήνης εξελίχθηκε σε μια απρόσμενη ανακάλυψη που θα μπορούσε να ρίξει φως στην ιστορία του σχηματισμού της Σελήνης: Ερευνητές της ομάδας που διαχειρίζεται το όργανο Mini-RF (Miniature Radio Frequency) στο Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) της NASA βρήκαν νέα στοιχεία πως το υπέδαφος της Σελήνης ίσως να είναι πλουσιότερο σε μέταλλα, όπως ο σίδηρος και το τιτάνιο, από ό,τι πιστευόταν ως τώρα.

Το εύρημα αυτό, που δημοσιεύτηκε στο Earth and Planetary Science Letters, θα μπορούσε να βοηθήσει στο να διαμορφωθεί μια πιο ξεκάθαρη σύνδεση μεταξύ της Γης και της Σελήνης.

Σημαντικά στοιχεία υποδεικνύουν πως η Σελήνη αποτελεί προϊόν μιας σύγκρουσης μεταξύ ενός πρωτοπλανήτη στο μέγεθος του Άρη και της νεαρής Γης, που σχηματίστηκε από τη βαρυτική κατάρρευση του υλικού που προέκυψε από αυτή τη σύγκρουση.

Ως εκ τούτου, το μεγαλύτερο μέρος της χημικής σύνθεσης της Σελήνης παραπέμπει σε αυτή της Γης.

Ωστόσο, μια αναλυτικότερη ματιά στη χημική σύνθεση της Σελήνης δημιουργεί κάποιες αμφιβολίες:

Για παράδειγμα, στις φωτεινές πεδιάδες της επιφάνειας της Σελήνης -τα σεληνιακά υψιπέδια- οι βράχοι παρουσιάζουν μικρότερες περιεκτικότητες ορυκτών με μέταλλα σε σχέση με τη Γη.

Αυτό θα μπορούσε να εξηγηθεί εάν η Γη είχε διαφοροποιηθεί πλήρως σε πυρήνα, μανδύα και φλοιό πριν τη σύγκρουση, αφήνοντας τη Σελήνη φτωχή σε μέταλλα.

Αλλά αν εξετάσει κανείς τις «θάλασσες» της Σελήνης (τις μεγάλες, σκοτεινότερες εκτάσεις), η περιεκτικότητα σε μέταλλα γίνεται μεγαλύτερη από αυτήν πολλών βράχων στη Γη.

Αυτό δημιουργεί ερωτηματικά στους επιστήμονες σχετικά με το πόσο τελικά η σύγκρουση με τον πρωτοπλανήτη συνέβαλε στη διαφοποροίηση.

Η ομάδα του Mini-RF βρήκε ένα περίεργο μοτίβο που μπορεί να οδηγήσει σε μια απάντηση.

Οι επιστήμονες επιχείρησαν να μετρήσουν μια ηλεκτρική ιδιότητα στο σεληνιακό έδαφος που βρίσκεται στους πυθμένες των κρατήρων στο βόρειο ημισφαίριο της Σελήνης.

Η ηλεκτρική αυτή ιδιότητα είναι γνωστή ως η διηλεκτρική σταθερά, ένας αριθμός που συγκρίνει τις σχετικές δυνατότητες ενός υλικού και του κενού του διαστήματος ως προς τη μετάδοση ηλεκτρικών πεδίων, και θα βοηθούσε στον εντοπισμό πάγου που βρίσκεται στις σκιές των κρατήρων.

Ωστόσο, όπως διαπιστώθηκε, η ιδιότητα αυτή αυξανόταν με το μέγεθος των κρατήρων.

Για κρατήρες διαμέτρου 2-5 χλμ, η διηλεκτρική σταθερά του υλικού αυξανόταν σταθερά καθώς οι κρατήρες μεγάλωναν, μα για κρατήρες 5-10 χλμ, η ιδιότητα αυτή παρέμενε σταθερή.

«Ήταν μια σχέση- έκπληξη, που δεν είχαμε λόγο να πιστεύουμε πως υπήρχε» είπε ο Εσάμ Χεγκί, ένας εκ των συντελεστών των πειραμάτων, από το Universily of Southern California στο Λος Άντζελες και lead author του σχετικού επιστημονικού άρθρου.

Η ανακάλυψη αυτού του μοτίβου άνοιξε νέους δρόμους: Επειδή οι μετεωρίτες που σχηματίζουν μεγαλύτερους κρατήρες φτάνουν επίσης βαθύτερα στο υπέδαφος της Σελήνης, η ομάδα θεώρησε πως η αυξανόμενη διηλεκτρική σταθερά της σκόνης στους μεγαλύτερους κρατήρες θα μπορούσε να είναι το αποτέλεσμα των μετεωριτών που ανέσκαψαν οξείδια του σιδήρου και του τιτανίου που βρίσκονται βαθύτερα στο έδαφος.

Οι διηλεκτρικές ιδιότητες συνδέονται απευθείας με τη συγκέντρωση αυτών των ορυκτών.

Εάν αυτή η θεωρία στέκει, αυτό θα μπορούσε να σημαίνει πως μόνο οι λίγες πρώτες εκατοντάδες μέτρα της επιφάνειας της Σελήνης είναι φτωχές σε οξείδια του σιδήρου και του τιτανίου, ωστόσο βαθύτερα υπάρχει μια σταθερή αύξηση- ένας απρόσμενος «πακτωλός».

Συγκρίνοντας δεδομένα ραντάρ από το Mini-RF με χάρτες οξειδίων μετάλλων από το LRO Wide-Angle Camera, την ιαπωνική αποστολή Kaguya και το Lunar Prospector της ΝASA, η ομάδα ανακάλυψε αυτό που περίμενε:

Οι μεγάλοι κρατήρες, με το αυξημένο διηλεκτρικό υλικό τους, ήταν επίσης πλούσιοι σε μέταλλα, υποδεικνύοντας πως περισσότερα οξείδια σιδήρου και τιτανίου είχαν ανασκαφεί από βάθη 0,5 – 2 χλμ από ό,τι από τα υψηλότερα στρώματα (0,2-0,5 χλμ) του σεληνιακού υπεδάφους.

Τα ευρήματα αυτά έρχονται μετά από πρόσφατα στοιχεία από την αποστολή GRAIL της NASA που υποδεικνύουν πως μια σημαντική μάζα πυκνού υλικού υπάρχει μόλις μερικές δεκάδες χιλιόμετρα κάτω από τη λεκάνη Νοτίου Πόλου- Άιτκεν της Σελήνης, δείχνοντας πως τα πυκνά υλικά δεν είναι ομοιόμορφα κατανεμημένα στο υπέδαφος της Σελήνης.

Οι επιστήμονες τονίζουν πως η νέα μελέτη δεν μπορεί να απαντήσει ευθέως στα ερωτήματα για τον σχηματισμό της Σελήηνς, μα μειώνει την αβεβαιότητα σχετικά με τα οξείδια σιδήρου και τιτανίου στο σεληνιακό υπέδαφος και παρέχουν κρίσιμα στοιχεία που απαιτούνται για την καλύτερη κατανόηση του σχηματισμού της Σελήνης και τη σχέση της με τη Γη.

«Πραγματικά θέτει ερωτήματα γύρω από το τι σημαίνει αυτό για τις προηγούμενες θεωρίες σχηματισμού της» είπε ο Χεγκί.